Грамотное использование теплоизоляционных материалов помогает снизить потери тепла и снизить расходы на энергоносители. Иногда – повысить звукоизоляцию. Рынок предлагает широкий выбор сырья для работ, однако утепление пенополиуретаном не имеет конкурентов по многим показателям. Хорошую изоляцию можно сделать с привлечением профессионалов, а некоторые ее виды – даже провести самостоятельно. Однако для этого нужно обладать как минимум начальными знаниями о предмете.
Что такое пенополиуретан – основная информация
Пенополиуретанами называют различные виды газонаполненных пластмасс, полученных из полиуретанов. По составу их инертная газовая форма занимает до 90% объема. Получают изолятор путем смешения двух компонентов: полиизоцианата и полиола.
В зависимости от их характеристик и достигаемой в процессе смешения пропорции может получиться жесткий или мягкий пенополиуретан (ППУ). Одной из самых востребованных в строительстве и промышленности разновидностей является монтажная пена.
Параметры утеплителя
Мягкие виды материала – это модуляции поролона с разной степенью эластичности. В строительных технологиях используются жесткие разновидности: уже готовые плиты и элементы, но чаще – как пенный утеплитель.
Полезные свойства таких изоляторов самые продуктивные из уже известных использующихся в строительстве.
Теплопроводность
Коэффициент теплопроводности выражается в Вт/м*К и зависит от толщины слоя изоляции и размеров ячеек с газом. Среди самых востребованных изоляторов ППУ занимает первое место: его показатель в зависимости от разновидностей составляет всего 0,019-0,028 Вт/м*К. Для сравнения приведем значения других материалов:
- пенополистирол – 0,04-0,06;
- пенобетон – 0,145-0,160;
- минвата – 0,052-0,058;
- пробковая плита – 0,5-0,6.
В плане теплопроводности с ППУ может сравниться только вакуумная изоляция. Однако этот метод намного дороже, а реализация его на практике требует глубоких знаний технологии и дорогостоящего оборудования.
Плотность
Плотность показывает, какой вес вспененного изолятора в единице объема. Для ППУ это значение чаще всего находится в диапазоне от 8 до 280 кг/м³ с разделением для открытоячеистых и закрытоячеистых разновидностей:
- Легкий открытоячеистый – 8-20 кг/м³. Используется при внутренней отделке, обладает высокой гигроскопичностью, поэтому требует дополнительной паро и гидроизоляции.
- Закрытоячеистый – 20-110 кг/м³: для внутренней и наружной изоляции без механического воздействия и попадания осадков плотность 20-25, для фундамента 2 м глубины – 30-35, для фундамента до 3 м глубины и внутренних поверхностей для ходьбы – 60-70, для кровли и других поверхностей с механическим воздействием – до 110.
В промышленных целях применяют вспененные утеплители повышенной плотности (до 800 кг/м³). Однако для нужд жилищного строительства самым распространенным показателем ППУ, показывающим оптимальные значения цена/качество, считается 30-50 кг/м³.
Профессионалы рекомендуют перед началом сделать пробный впрыск в мешок, который после хорошо высушить. Чем плотнее скорлупа затвердевшего образца, однороднее структура и окраска, тем выше будут показатели теплоизоляции.
Срок службы
Заявленный срок службы жесткого пенополиуретана – 20-25 лет. Это выше других утеплителей на 30-300%:
- у минеральной ваты – срок службы 5 л.;
- у пробковой плиты – 3 г.;
- у пенобетона – 10 л.;
- у пенополистирола – 15 л.
Этот показатель подтвержден в лабораторных условиях и даже проверен на практике. А в ряде стран Америки и Европы есть свидетельства строителей о полном сохранении свойств ППУ даже спустя 70 лет.
Это обусловлено, во-первых, точным соблюдением технологии при проведении работ. Вторым фактором является практически полная устойчивость жестких разновидностей утеплителя к действию влаги и перепаду температур (диапазон использования -150 +150˚С). Поскольку разрушение почти отсутствует, изоляционный слой полностью сохраняет свою низкую теплопроводность.
Адгезия
Адгезионная прочность показывает силу сцепления полимера с различными по свойствам поверхностями. Для ППУ этот показатель замечательно высокий: при нанесении и затвердении пена идеально склеивается со стенами, полом, потолком. В зависимости от используемого материала адгезионная прочность равна:
- алюминий – 1 кг/см²;
- дерево, нержавейка – 1,5 кг/см²;
- оцинкованное железо, чугун – 2 кг/см²;
- бетон – 2,5 кг/см²;
- черная сталь – 3 кг/см².
Благодаря этому свойству изолятор может быть использован практически для любых оснований, в т. ч. наклонных и строго вертикальных.
Область применения
Отличные качественные и эксплуатационные характеристики делают ППУ утеплителем №1 среди аналогов. Поэтому сфера его использования распространяется на широкий круг работ:
- при строительстве жилых домов любой этажности (стен, крыш, полов, фасадов, фундаментов) практически из любых материалов;
- для изоляции промобъектов и оборудования (холодильных установок, поддержания в помещениях высоких t, трубопроводов, кессонов скважин);
- при установке труб больших диаметров, вентиляционных шахт, элементов производственных линий;
- при ремонте зданий и сооружений, а также при возведении каркасных домов.
В быту напыление ППУ позволяет быстро и эффективно избавиться от любых трещин и щелей во время монтажа дверей, окон. Изолятор помогает устранить неровности, заделать швы и полости при обустройстве фундамента, установке твердых утепляющих панелей.
Принцип действия
Высокая популярность утеплителя для строительных целей объясняется его отличными качественными характеристиками. Низкая теплопроводность жестких разновидностей материала появляется благодаря полностью закрытоячеистой структуре с наполнением углекислым газом. Его теплопроводность намного ниже воздуха, а процентное содержание в готовом слое ППУ – до 98%.
Прочная скорлупа, образованная при застывании полимера, дает надежную защиту от любых климатических или химических факторов. Разрушить ее можно только механическим воздействием. Таким образом создается идеальный по свойствам прочный и долговечный изолирующий слой.
Преимущества и недостатки использования в качестве утеплителя
Использование пенополиуретана в жилом строительстве – одно из самых приоритетных направлений. Ведь по свойствам теплопроводности его нужно меньший слой, чем дерева или кирпича, причем в разы. утеплитель имеет массу эксплуатационных и технических достоинств:
- Отличная адгезия (исключение – полиэтилен). С большинством стройматериалов у ППУ высокое сцепление без специальной подготовки. Не требуется крепеж. Конечно, поверхность должна быть чистая, без отслаивающихся покрытий.
- Быстрое приготовление на месте. Это позволяет экономить массу времени и средств, а также расходовать сырье точно в требуемых объемах.
- Максимально низкий вес. При строительстве и ремонте этот показатель важен, ведь проводится утепление стен и крыши. А содержание до 98% газа делает изолирующий слой максимально легким.
- Целостность покрытия. В отличие от секционных и плиточных материалов, отсутствуют места стыков, которые нужно дополнительно обрабатывать.
- Широкий диапазон температур. Как никакой другой, ППУ сохраняет свои свойства в лютый холод и при аномальной жаре (диапазон примерно 300˚С).
- Высокая прочность. После нанесения и застывания пены обработанная основа не просто препятствует проникновению холода, но и повышает свои прочностные характеристики.
К недостаткам пенополиуретана в качестве утеплителя относят уязвимость перед ультрафиолетом (требуется дополнительное покрытие), тление при сильном нагревании, недопустимость утепления крыш из металлочерепицы и профлиста (отсутствие вентиляционного зазора). Однако самым главным препятствием для широкого внедрения технологии остается все-таки дорогая стоимость.
Разновидности утеплителей на основе пенополиуретана
Благодаря своим характеристикам и многочисленным плюсам изолятор широко используется в промышленности, в мебельном производстве. Но в строительстве огромным спросом пользуются именно вспененные модификации ППУ. Каждая из них имеет свою технологию, свойства, правила нанесения, а также сектор применения.
Монтажная пена
В отличие от классического ППУ, это однокомпонентный состав, поэтому открытых ячеек до 50%. Ее свойства намного хуже двухкомпонентного состава: большое влагопоглощение, применение только при плюсовых температурах, повышенный коэффициент теплопроводности.
Чаще всего используется для заполнения трещин и щелей, при установке дверных или оконных блоков (как герметик и фиксатор), в качестве клеящего состава.
Пеноизол
Отдаленный родственник ППУ, используемый как в виде твердых плит или форм, так и в виде вспененного утеплителя. В отличие от классического пенополистирола, менее низкий класс горючести (Г2), коэффициент влагопоглощения 18-20%, теплоизоляционные свойства примерно на 30% хуже.
Пеноизол быстро разрушается от мороза, поскольку диапазон его оптимальных t от 0 до +40˚С. Хотя этот утеплитель на порядок дешевле, двухкомпонентный ППУ прослужит до 30-50 лет.
Напыляемый пенополиуретан
Все пены на основе ППУ широко используются в различных отраслях строительного рынка. Легкость нанесения, прочность и экологичность выдвинули его на первые позиции эффективных утеплителей. Пока немного тормозит стоимость такой изоляции, однако большинство оптовых подрядчиков уже поняли ценность материала для долгосрочных проектов.
Подвиды материала
В зависимости от качественных характеристик напыляемая пена может быть:
- мягкой: с открытой структурой пор (плотность до 12 кг/м³), с более высокой теплопроводностью (0,03-0,04 Bт/м*К), влагопоглощением от 25%, с расширением пены в 100 раз.
- жесткой: с закрытой структурой пор (выше 12 кг/м³), с самой низкой теплопроводностью (0,02-0,03 Bт/м*К), влагопоглощением 1-3%, с расширением пены в 30 раз.
Мягкие пены в разы дешевле, имеют низкий расход, обладают усиленной паропроницаемостью и звукоизолирующими свойствами. Жесткие обладают повышенной прочностью, а как утеплитель и изолятор – идеальны для обработки каменных конструкций.
Таблица плотности и жесткости
Существуют различные типы эластичных видов ППУ (поролон) и твердых разновидностей. Все они различаются по плотности: чем выше этот показатель, тем лучше материал сохраняет форму.
Вспененные двухкомпонентные виды твердого пенополиуретана используются в строительстве для различных целей именно на основании этого показателя:
| Плотность, кг/м³ | Сфера применения |
| 8-15 | Только внутри здания для шумоизоляции |
| 36-40 | В ограждающих конструкциях заполнение полостей |
| 45-50 | При теплоизоляции фасадов под облицовку, перекрытий и мансард, наружных трубопроводов, цокольных этажей внутри |
| 50-60 | Для любых теплоизоляционных работ внутри и снаружи зданий, сооружений, холодильников, овощехранилищ и т. д. |
Эластичные марки теплоизолятора (поролона) также различаются по плотности и жесткости, которые указываются в маркировке мебели или матрасов. Чем выше плотность, тем дольше срок службы. Жесткость показывает способность к деформации: ST – стандартная, EL – повышенная, TC – трудносгораемая.
Какой тип лучше выбрать для утепления жилого помещения
Если мы посмотрим на таблицу теплоизолирующих материалов, то увидим, что слой двухкомпонентного ППУ толщиной всего 20 мм дает такой же эффект, какой обеспечивают:
- экструдированный пенополистирол толщиной 30 мм;
- пенопласт – 40 мм;
- минеральная вата – 45 мм;
- полистеролбетон – 120 мм;
- древесный брус – 180 мм;
- красный кирпич – 560 мм;
- бетонный блок – 1300 мм.
При этом материал экологичен, с низкой трудоемкостью работ, завидной долговечностью (при защите от УФ-лучей). Единственным существенным минусом остается пока высокая стоимость, однако она оправдывается длительным сроком службы.
Расчет необходимой толщины утеплителя
Произвести примерный расчет толщины можно с помощью специальных калькуляторов на строительных сервисах. Этот показатель очень важен для сохранности всего строения: ведь при неправильных значениях точка росы может находиться не в изолирующем слое, а в основном строительном материале стен, крыши, фундамента. Это будет означать его ускоренную порчу.
Средние значения толщины для различных частей строения составляют:
- 120-150 мм (плотность 20-45 кг/м³) – при теплоизоляции крыш или мансард;
- 50-70 мм – при утеплении подвалов, полов, стен;
- 30-70 мм – для обработки фундаментов (при плотности 50 кг/м³).
Толщина слоя может изменяться в зависимости от многих факторов: особенностей климата, качества самой пены, типа основы для нанесения и т. д.
Чтобы изоляция получилась качественной и долговечной, к эксплуатационным характеристикам ППУ и правильным расчетам должны быть добавлены подходящее оборудование и хорошее знание технологии.
Условия нанесения для лучшего результата
Главным требованием при создании теплоизоляции является температурный режим. Оптимальными считаются t в диапазоне +20 +25˚С. Если температура ниже, нанести состав возможно при минимум +10˚С (для ППУ на водной основе) или +5˚С (при фреоновой основе). Есть еще ряд требований:
- По влажности основания: для бетона не более 4%, для дерева – не выше 12%, для цементно-песчаных оснований – до 5%. При превышении этих показателей поверхности подсушивают сжатым воздухом, при низких t – теплым.
- По t основы: она должна быть выше точки росы как минимум на 3˚С.
- По температуре компонентов – не ниже +20˚С. При более низких температурах компоненты предварительно выдерживают в обогреваемых помещениях.
Новейшие разработки производителей позволяют обходить большинство строгих условий проведения работ с помощью введения в состав ППУ специальных дополнительных компонентов.
Особенности подготовки поверхности
Для обеспечения максимальной адгезии и исключения отслаивания утеплителя от основания проводят подготовительные мероприятия:
- убирают остатки старых покрытий, если требуется – с применением абразивного оборудования;
- при наличии явных неровностей поверхность покрывают слоем штукатурки или грунтуют;
- старые герметики срезают клюкарзой (полукруглой стамеской), масляные пятна счищают и протирают уайт-спиритом, межпанельные стыки расчищают до уплотнителя;
- пыль убирают в последнюю очередь, перед самым началом работ.
Составы ППУ обладают высокой адгезией. Поэтому предварительно все поверхности, не предназначенные для утепления, укрывают щитами или п/эт пленкой 100-150 мкм. Надевают защитный костюм, очки, перчатки, чтобы исключить попадание на кожу.
Можно ли использовать внутри помещения
Для внутренней теплоизоляции в помещениях с низкой влажностью используются как жесткие, так и мягкие типы утеплителя. С точки зрения экологии материал абсолютно стабилен и после застывания не выделяет никаких токсичных веществ.
Его не нужно укрывать пленкой, а при нанесении единственный риск – это приклеивание к коже. Однако более долговечны все-таки жесткие разновидности с повышенной плотностью.
С точки зрения пожаробезопасности – пенополиуретан не горит: у него очень низкая плотность и теплопроводность, закрытопористая структура препятствует нагреву. В качестве дополнительной предосторожности производители стали добавлять в состав антипирены – вещества, препятствующие горению.
Правила использования
Процесс утепления проводят в каждом случае с соблюдением специальных рекомендаций. Условия применения отличаются в зависимости от типа используемого утеплителя.
Для монтажной пены
Температурный режим – в приоритете. Если условия не позволяют его соблюсти, купите специальные виды пен, предназначенные для особых условий.
При работе снаружи учитывайте фронтальный ветер или сквозняки – они могут выдуть или нарушить форму пены до застывания. Одно из решений – защитные экраны из пленки или картона.
При размере щели свыше 6 см заделайте ее сначала полистиролом, а при небольших повреждениях (менее 1 см) – лучше покройте шпаклевкой.
Перед применением: смочите поверхность из пульверизатора (особенность технологии), встряхните баллон с пеной (минимум 30 сек.), при необходимости подогрейте (без открытого огня), используйте средства индивидуальной защиты, держите баллон дном вверх при нанесении.
Для напыляемого состава
Напыляемые составы требуют использования специального оборудования:
- компоненты находятся в отдельных емкостях, которые предварительно готовят: №1 перемешивают путем перекатывания бочек, №2 – подогревают до нужной температуры;
- под давлением компоненты подаются через шланг в смеситель или непосредственно в пистолет, где смешиваются и наносятся на поверхность;
- через 1-3 сек. после смешивания происходит реакция, и материал начинает вспениваться и застывать.
За один раз наносят слой 10-20 мм, при необходимости делают несколько слоев с минимальным промежутком времени. Интервал зависит от марки ППУ и рельефа поверхности.
Слишком короткий интервал приведет к сминанию предыдущего слоя, слишком длинный – к его остыванию и возможному расслоению из-за разницы температур.
Для пеноизола
Пеноизол по многим характеристикам не уступает своим конкурентам, однако главным его преимуществом является более низкая цена. Еще один существенный минус – впитываемость влаги, поэтому для теплоизоляции фундаментов его не используют.
Наносят при температуре не ниже +10˚С, в противном случае состав будет становиться вязким и неудобным для работы. Время застывания – не менее 15 мин. Поэтому при изоляции стен и крыши используют специальные методы: стены просверливают и заливают состав в пустоты (начинают снизу), а для крыш делают специальную обрешетку с полиэтиленовой пленкой.
Как и в случае с жестким ППУ, качество нанесения напрямую связано с используемым оборудованием, применяемыми компонентами и мастерством исполнителя.
Инструкция по нанесению
Рекомендации по проведению теплоизоляции изменяются для различных типов основы в помещении.
Пол
Под доску или плиты напыление делают между лагами, предварительно разместив коммуникации.
Под стяжку также прокладывают коммуникации на очищенную поверхность и устанавливают «маяки» для нанесения ровного слоя. Толщина стяжки – не меньше 60 мм.
Стены
Теплоизоляция изнутри – более реальный и бюджетный вариант. Для этого на стене устанавливают обрешетку, по толщине равную будущему слою утеплителя: под штукатурку деревянную, под гипсокартон – алюминиевую.
Потолок
Потолок покрывают изолятором по аналогичной со стенами схеме. Только вместо выставления направляющих по вертикали выполняют выравнивание в горизонтальной плоскости.
Кровля
Изнутри по стропилам сооружают обшивку из OSB, щели заделывают, а затем наносят напыление как из краскопульта. Если теплоизоляцию проводят монтажной пеной, дополнительно требуется гидро и пароизоляция. Если используют 2-х компонентный состав высокой плотности, достаточно нанесения антипирена и внутренней обшивки панелями.
Лучшие производители на рынке
Качество и долговечность изоляции напрямую связаны с характеристиками используемых компонентов. Поэтому выбрать состав от хорошего производителя – 50% успеха. На мировом рынке лучше всего себя зарекомендовали следующие бренды:
- INGRI. Российский производитель, предлагающий компоненты для профессионального использования под маркой Wetisol SprayFoam-50.
- Soudal. Первые места рейтингов среди лучших марок монтажной пены, производства в Бельгии, Словении, Польше.
- Krimelte. Еще одна достойная марка эстонского производителя, зарекомендовавшая себя среди профессионалов.
Если вы собираетесь проводить работы самостоятельно, вначале выполните тестовый проект: утепление погреба или чердака в старом доме. При необходимости проведения теплоизоляции в больших объемах в новой постройке лучше довериться профессионалам.
